DE19900156A1 - Verfahren zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen Pulvers aus amorpher Kieselsäure - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen Pulvers aus amorpher KieselsäureInfo
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Abstract
Es wird ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher Kieselsäure, die beispielsweise als Filtrationshilfe verwendbar sind, offenbart, bei dem zur Herstellung von Calciumsilicat-Teilchen eine hydrothermale Reaktion durchgeführt und die Calciumsilicat-Teilchen nach der oder ohne Carbonisierung durch Reaktion mit Kohlendioxid mit einer Säure unter Bildung von Teilchen aus amorpher Kieselsäure entkalkt und anschließend die Teilchen aus amorpher Kieselsäure getrocknet werden. Im Unterschied zu herkömmlichen Verfahren, bei denen das starke Schrumpfen der wasserfeuchten Kuchen aus amorpher Kieselsäure im Trocknungsschritt unvermeidbar ist und die Qualität des Produktes nachteilig beeinflußt, wird vor dem Trocknen des nassen Kuchens als letzter Schritt eine Behandlung in einem flüssigen Medium, bei dem es sich um ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie Ethylalkohol in einem bestimmten Verhältnis handelt, vorgenommen, so daß das Trocknen des nassen Kuchens ohne die sich aufgrund der hohen Oberflächenspannung des Wassers, die für das Schrumpfen der nassen Kuchen während des Trocknens verantwortlich ist, ergebenden Nachteile erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
qualitativ hochwertigen Pulvers aus amorpher Kieselsäure
oder insbesondere ein leistungsfähiges Verfahren zur Her
stellung von qualitativ hochwertiger amorpher Kieselsäure
in Form eines Pulvers, das als Adjuvansbestandteil in ver
schiedenen Arten von Kosmetik- und Toilettenartikel-
Zubereitungen, als Trägermaterial von in chemischen Reak
tionen verwendeten Katalysatoren zum Stützen des kataly
tisch wirksamen Bestandteils darauf und als Filtrationshil
fe mit einem hohen Filtrationskoeffizienten in Verfahren
zur Feststoff-Flüssigkeit-Trennung aufgrund der hohen Säu
rebeständigkeit, des hohen Weißgrades und der großen spezi
fischen Oberfläche verwendbar ist.
Bei der Durchführung der Feststoff-Flüssigkeit-Trennung
durch Filtration einer flüssigen Suspension, die suspen
dierte Feinstteilchen enthält, die leicht das Filtrations
material, z. B. Filterpapier und Filtergewebe, verstopfen
können, oder einer Suspension, in der die suspendierten
Teilchen extrem fein sind und in sehr niedriger Kon
zentration in der Suspension vorliegen, besteht ein einge
führtes chemisch-technologisches Verfahren nach dem Stand
der Technik darin, eine Filtrationshilfe in Form eines fei
nen Pulvers, das typischerweise aus Diatomeenerde besteht,
zu verwenden, und zwar durch Zugabe zu der zu filtrierenden
Suspension oder durch Bilden einer Überzugsschicht auf dem
Filtrationsmaterial, um die Filtrationsgeschwindigkeit oder
die Klarheit des durch Filtration erhaltenen Filtrats zu
erhöhen.
Da Diatomeenerde ein natürlich vorkommendes Mineralprodukt
ist, gibt es in bezug auf den Teilchendurchmesser, die Kri
stallitmorphologie und andere Eigenschaften eine große
Vielzahl an Typen und Sorten von auf Diatomeenerde basie
renden Filtrationshilfen, wodurch sich große Unterschiede
im Filtrationsverhalten ergeben. Daher ist gewöhnlich eine
sehr strenge und genaue Qualitätskontrolle bei der Herstel
lung von auf Diatomeenerde basierenden Filtrationshilfen,
z. B. während der Pulverisierungsschritte, der Teilchengrö
ßeklassifikation und dergleichen, unerläßlich, was unver
meidbar die Erhöhung der Herstellungskosten zur Folge hat.
Darüber hinaus tritt bei einigen Ländern der Welt das Pro
blem auf, daß in bezug auf die Häufigkeit der Quellen und
die Qualität der Lagerstätten von Diatomeenerde eine dauer
hafte Versorgung mit qualitativ hochwertigen Diatomeenerde-
Produkten als Grundmaterial von Filtrationshilfen nicht si
chergestellt ist. Ferner enthält Diatomeenerde, was eine
Eigenschaft von natürlich abgelagerten Mineralprodukten
ist, immer eine beträchtliche Menge an Verunreinigungen,
z. B. organische Materie und eisenhaltige Materie, so daß
die Anwendbarkeit von auf Diatomeenerde basierenden Filtra
tionshilfen auf dem Gebiet der pharmazeutischen Industrie
mehr oder weniger Beschränkungen unterliegt. Daher ist es
nahezu immer erforderlich, daß auf Diatomeenerde basierende
Filtrationshilfen einer arbeitsaufwendigen Vorbehandlung
unterzogen werden, um die Verunreinigung des damit fil
trierten Materials mit aus der Filtrationshilfe stammender
organischer Materie zu minimieren. Die eisenhaltigen Verun
reinigungen sind in den in der Nahrungsmittelindustrie und
Erdölindustrie verwendeten Filtrationshilfen besonders un
erwünscht, weil die Produkte durch die eisenhaltigen Verun
reinigungen unvermeidbar verfärbt werden.
Andererseits werden jetzt umfangreiche Untersuchungen hin
sichtlich der Verwendung von Calciumsilicat-Teilchen, die
durch hydrothermale Reaktion eines kieselsäurehaltigen Ma
terials und eines calciumhaltigen Materials erhalten wur
den, als Filtrationshilfe durchgeführt. Die Calciumsilicat-
Produkte haben zwar einen gut kontrollierten Teilchendurch
messer und eine Kristallmorphologie, die sich für eine be
stimmte Anwendung eignet, wenn die Herstellungsbedingungen
entsprechend ausgewählt werden, wobei sogar teure Verfahren
zur Pulverisierung und Teilchengrößenklassifizierung nicht
durchgeführt werden müssen, und sind auch von organischen
und eisenhaltigen Verunreinigungen frei, wenn geeignete
Ausgangsmaterialien verwendet werden, jedoch ist das größte
Problem bei auf Calciumsilicat basierenden Filtrationshil
fen ihre geringe Säurebeständigkeit, die ihre Verwendung
unter sauren Bedingungen einschränkt.
In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme der auf
Calciumsilicat basierenden Filtrationshilfen des Standes
der Technik hat der Erfinder in den japanischen Patent Ko
kai 7-206423 und 8-245215 ein verbessertes Verfahren zu de
ren Herstellung offenbart, bei dem ein kieselsäurehaltiges
Material und ein calciumhaltiges Material in einem speziel
len Verhältnis vermischt werden und das Gemisch einer hy
drothermalen Reaktion zur Bildung von Calciumsilicat unter
zogen wird, das dann einer Hitzebehandlung bei einer Tempe
ratur im Bereich von 800 bis 1200°C unterzogen wird, und in
den japanischen Patent Kokai 8-245215 und 9-255323 ein Ver
fahren, bei dem ein durch hydrothermale Reaktion erhaltenes
Calciumsilicat-Pulver einer Carbonisierungsbehandlung un
terzogen wird, der sich eine Behandlung mit einer wäßrigen
sauren Lösung anschließt. Der Erfinder hat ferner ein Ver
fahren zur Herstellung einer auf Calciumsilicat basierenden
Filtrationshilfe entwickelt, bei dem eine wäßrige Auf
schlämmung aus Calciumsilicat-Teilchen, die durch eine hy
drothermale Reaktion unter speziellen Bedingungen erhalte
nen wurde, mit einer Säure vermischt wird, um die Entkal
kung der Calciumsilicat-Teilchen zu bewirken.
Ferner wird in der japanischen Patent Kokai 51-125699 ein
Verfahren offenbart, bei dem Calciumsilicat-Teilchen einer
Carbonisierungsreaktion unterzogen werden, um deren Abbau
in amorphe Kieselsäure und Calciumcarbonat zu bewirken,
worauf sich
eine Säurebehandlung zur Auflösung des Calciumcarbonats un
ter Zurücklassung der amorphen Kieselsäure als festes Pro
dukt anschließt.
Ein großes Problem bei dem oben beschriebenen Verfahrens
ist, daß dann, wenn die durch die Entkalkungsbehandlung er
haltenen nassen Teilchen aus amorpher Kieselsäure getrock
net werden, der nasse Teilchenkuchen stark schrumpft und
sich verfestigt, so daß ein Pulver aus amorpher Kieselsäu
re, das eine hochporöse Struktur beibehält und als Filtra
tionshilfe geeignet ist, nicht mehr erhalten werden kann.
Das Schrumpfen des Kuchens aus amorpher Kieselsäure beim
Trocknen beruht vermutlich auf dem Mechanismus, daß dann,
wenn das durch die hydrothermale Reaktion erhaltene Calci
umsilicat mit einer Säure zum Auflösen der calciumhaltigen
Bestandteile unter Bildung von amorpher Kieselsäure behan
delt wird, sehr hydrophile Silanol-Hydroxygruppen gebildet
werden, die mit einer großen Menge an Wasser auf den Kie
selsäure-Teilchen kombinieren, so daß, wenn das Wasser im
Trocknungsschritt durch Abdampfen entfernt wird, sehr star
ke Kohäsionskräfte von mehreren Hundert kg/cm2 aufgrund der
hohen Oberflächenspannung des Wassers zwischen den sekundä
ren Teilchen oder zwischen den die sekundären Teilchen aus
der amorphen Kieselsäure bildenden primären Teilchen wir
ken, was eine Schrumpfung und Verfestigung des nassen Ku
chens aus Teilchen aus amorpher Kieselsäure zur Folge hat.
Das oben erwähnte Problem des Schrumpfens eines nassen Ku
chens aus Teilchen aus amorpher Kieselsäure durch Trocknung
kann zum Teil gelöst werden, indem die nassen Teilchen vor
der Trocknung wiederholt mit Aceton gewaschen werden. Die
das Schrumpfen verhindernde Wirkung dieses Verfahrens ist
jedoch bei weitem nicht vollkommen, und wenn das Ausgangs-
Calciumsilicat eine besonders geringe Kristallinität auf
weist, hat die daraus erhaltene amorphe Kieselsäure eine
hohe spezifische Oberfläche, so daß die Wirksamkeit des
Verfahrens sehr eingeschränkt ist, von den wirtschaftlichen
Problemen wegen der Kosten durch die Verwendung eines gro
ßen Volumens an teurem Aceton ganz abgesehen.
Als alternatives Verfahren zum Trocknen eines nassen Ku
chens aus Teilchen aus amorpher Kieselsäure wird eine wäß
rige Aufschlämmung aus den Teilchen der Sprühtrocknung un
terzogen. Dieses Verfahren ist jedoch wirtschaftlich sehr
unvorteilhaft, da die Sprühdüse des Sprühtrockners durch
die Teilchen leicht verstopft wird, sofern der Feststoffge
halt der wäßrigen Aufschlämmung nicht unangemessen gering
ist, beispielsweise 2 bis 3 Gewichts-% beträgt, so daß eine
große Menge an Wärmeenergie zum Verdampfen des Wassers er
forderlich ist.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, in Anbe
tracht der oben beschriebenen Probleme der Verfahren des
Standes der Technik zur Herstellung von Teilchen aus amor
pher Kieselsäure, ein leistungsfähiges und wirtschaftliches
Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus qualitativ hoch
wertiger amorpher Kieselsäure mit hohem Weißgrad und einer
großen spezifischen Oberfläche bereit zustellen, die einen
hohen Filtrationskoeffizienten ergeben, wenn sie als Fil
trationshilfe verwendet werden, indem das größte Problem
gelöst wird, nämlich das Schrumpfen eines nassen Kuchens
aus Teilchen aus amorpher Kieselsäure beim Trocknen.
Das erfinderische Verfahren nach dem ersten Aspekt der Er
findung zur Herstellung von Teilchen aus amorpher Kiesel
säure umfaßt daher die folgenden Schritte:
- (a) ein Gemisch aus einem kieselsäurehaltigen Material und einem calciumhaltigen Material wird einer hydrothermalen Reaktion in einem wäßrigen Medium unter Bildung einer wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumsilicat-Teilchen unter zogen,
- (b) die Calciumsilicat-Teilchen werden in Kontakt mit einem flüssigen Medium gebracht, bei dem es sich um ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel handelt, das eine Säure zur Entkalkung der Calciumsilicat-Teilchen unter Zurücklassung von Teilchen aus amorpher Kieselsäure enthält, und
- (c) die Teilchen aus amorpher Kieselsäure werden von dem flüssigen sauren Medium abgetrennt.
Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung umfaßt das Verfahren
zur Herstellung von Teilchen aus amorpher Kieselsäure die
folgenden Schritte:
- (a) ein Gemisch aus einem kieselsäurehaltigen Material und einem calciumhaltigen Material wird einer hydrothermalen Reaktion in einem wäßrigen Medium unter Bildung von Calciumsilicat-Teilchen unterzogen,
- (b) die Calciumsilicat-Teilchen werden in einem wäßrigen Me dium in Kontakt mit Kohlendioxid gebracht, um die Carbo nisierung der Calciumsilicat-Teilchen zu bewirken,
- (c) die Calciumsilicat-Teilchen werden nach der Carbonisie rung in Schritt (b) in Kontakt mit einem flüssigen Medium gebracht, bei dem es sich um ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel handelt, das eine Säure zur Entkalkung der Calciumsili cat-Teilchen unter Zurücklassung von Teilchen aus amor pher Kieselsäure enthält, und
- (d) die Teilchen aus amorpher Kieselsäure werden aus dem flüssigen Medium abgetrennt.
Nach dem dritten Aspekt der Erfindung umfaßt das Verfahren
zur Herstellung von Teilchen aus amorpher Kieselsäure die
folgenden Schritte:
- (a) ein Gemisch aus einem kieselsäurehaltigen Material und einem calciumhaltigen Material wird einer hydrothermalen Reaktion in einem wäßrigen Medium unter Bildung von Calciumsilicat-Teilchen unterzogen,
- (b) die Calciumsilicat-Teilchen werden in Kontakt mit einem wäßrigen Medium gebracht, das eine Säure zur Entkalkung der Calciumsilicat-Teilchen unter Zurücklassung von Teil chen aus amorpher Kieselsäure enthält,
- (c) die Teilchen aus amorpher Kieselsäure werden in Kontakt mit einem flüssigen Medium gebracht, bei dem es sich um ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel handelt, und
- (d) die Teilchen aus amorpher Kieselsäure werden von dem flüssigen Medium abgetrennt.
In jedem der oben beschriebenen Verfahren nach dem ersten
bis dritten Aspekt der Erfindung dient der erste Schritt
zur Herstellung von Calciumsilicat-Teilchen durch eine hy
drothermale Reaktion eines kieselsäurehaltigen Materials
mit einem calciumhaltigen Material. Bei dem Verfahren zur
hydrothermalen Reaktion handelt es sich um ein sehr übli
ches, das keinen besonderen Beschränkungen unterliegt. Die
Erfindung wird zwar sehr erfolgreich auf durch die hy
drothermale Reaktion eines kieselsäurehaltigen Material mit
einem calciumhaltigen Material erhaltenen Calciumsilicat-
Teilchen angewendet, jedoch können auch verschiedene Arten
von natürlich vorkommenden Calciumsilicat-Mineralien in
Form eines Pulvers direkt dem zweiten und den weiteren
Schritten der Behandlungen unterzogen werden. Beispiele für
derartige natürliche Calciumsilicat-Mineralien sind: Tober
molit, wenig kristallines Calciumsilicat, Xonotlit, Gyro
lit, Faujasit, Wollastonit, Hillebrandit und dergleichen.
Bei der Durchführung der hydrothermalen Reaktion zur Her
stellung von synthetischen Calciumsilicat-Teilchen werden
ein kieselsäurehaltiges Material und ein calciumhaltiges
Material in einem spezifizierten Molverhältnis CaO : SiO2 ver
mischt und das Gemisch in einem wäßrigen Medium, das gege
benenfalls ein Alkalihydroxid enthält, auf eine erhöhte
Temperatur erhitzt, und zwar gewöhnlich unter Atmosphären
überdruck. Als kieselsäurehaltiges Ausgangsmaterial können
verschiedene Materialien verwendet werden, die kieselsäure
haltige Bestandteile enthalten, beispielsweise Kieselstein,
Quarz, amorphes Siliciumdioxid, feinverteilte Siliciumdi
oxid-Pulver, Reishülsenasche, Flugasche, Natriumsilicat und
dergleichen, und zwar einzeln oder in Form einer Kombinati
on aus zwei oder mehreren Arten. Der Teilchendurchmesser
dieser kieselsäurehaltigen Materialien unterliegt keinen
besonderen Beschränkungen und kann in Abhängigkeit von der
bestimmten beabsichtigten Anwendung der Teilchen aus amor
pher Kieselsäure, die das Endprodukt bilden, gewählt wer
den. Das calciumhaltige Ausgangsmaterial ist typischerweise
Calciumoxid oder Calciumhydroxid.
Das oben erwähnte Molverhältnis CaO : SiO2, welches das Misch
verhältnis der Ausgangsmaterialien bei der Durchführung der
hydrothermalen Reaktion bestimmt, liegt vorzugsweise im Be
reich von 0,3 bis 1,4. Wenn dieses Molverhältnis zu gering
ist, bleibt eine wesentliche Menge an dem kieselsäurehalti
gen Ausgangsmaterial nach der hydrothermalen Reaktion unum
gesetzt, wodurch die Qualität des Endproduktes nachteilig
beeinflußt wird, wohingegen, wenn dieses Molverhältnis zu
hoch ist, das Reaktionsprodukt der hydrothermalen Reaktion
nicht umgesetztes calciumhaltiges Material enthält, so daß
eine unangemessen hohe Menge an Säure im Entkalkungsschritt
zur Entfernung der calciumhaltigen Bestandteile erforder
lich ist.
Bei der Durchführung der hydrothermalen Reaktion wird ein
Gemisch aus den kieselsäurehaltigen und calciumhaltigen
Ausgangsmaterialien in einem wäßrigen Medium suspendiert,
das vorzugsweise ein Alkalihydroxid wie Natriumhydroxid
enthält, um eine wäßrige Aufschlämmung zu bilden. Die Kon
zentration an dem Alkalihydroxid liegt vorzugsweise im Be
reich von 0,01 bis 1,0 mol/Liter, um die hydrothermale Re
aktion zu beschleunigen und die Kristallmorphologie der
Calciumsilicat-Teilchen entsprechend zu kontrollieren. Wenn
das kieselsäurehaltige Ausgangsmaterial eine große Menge an
Aluminiumoxid als Verunreinigung enthält, fallen beispiels
weise manchmal sehr feine Kristallteilchen aus Hydrogarnet
durch die hydrothermale Reaktion aus, jedoch wird die Bil
dung von Hydrogarnet unterdrückt, indem die hydrothermale
Reaktion in einem alkalischen wäßrigen Medium durchgeführt
wird, was auch mit einer Beschleunigungswirkung auf die hy
drothermale Reaktion verbunden ist. Dieser Vorteil läßt
sich nicht vollständig erzielen, wenn die Konzentration an
dem Alkalihydroxid geringer als 0,01 mol/Liter ist. Wenn
die Konzentration an dem Alkalihydroxid in dem wäßrigen Me
dium dagegen zu hoch ist, verschlechtert sich die Qualität
der Teilchen aus amorpher Kieselsäure als Endprodukt. Bei
spiele für geeignete Alkalihydroxide sind Lithiumhydroxid,
Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, die je nach Bedarf ein
zeln oder in Form einer Kombination aus zwei oder mehreren
Arten verwendet werden können.
Die Menge an dem wäßrigen Medium in der wäßrigen Aufschläm
mung in der hydrothermalen Reaktion unterliegt zwar keinen
besonderen Beschränkungen, liegt aber vorzugsweise im Be
reich des 5- bis 50fachen des Gewichts, bezogen auf die Ge
samtmenge an kieselsäurehaltigen und calciumhaltigen Aus
gangsmaterialien und unter Berücksichtigung der Reaktivität
der hydrothermalen Reaktion und des Volumen
ausnutzungsgrades des Reaktionsgefäßes dafür.
Die hydrothermale Reaktion wird bei einer Temperatur im Be
reich von 70 bis 190°C durchgeführt, wobei gegebenenfalls
ein Autoklav zur Druckbeaufschlagung verwendet wird. Wenn
die Reaktionstemperatur zu niedrig ist, läuft die hydro
thermale Reaktion nur mit einer für die Praxis unangemessen
geringen Geschwindigkeit ab, wohingegen, wenn die Reaktion
bei einer zu hohen Temperatur durchgeführt wird, ein gegen
Druck widerstandsfähigeres Reaktionsgefäß erforderlich ist,
was stets zu teuer ist, um wirtschaftlich vorteilhaft zu
sein. Die hydrothermale Reaktion läuft unter dem sich ent
sprechend der Temperatur von selbst ergebenden Druck ab,
wobei aber, falls dies erforderlich ist, der Druck auf At
mosphärenüberdruck erhöht werden kann. Bei der hydrotherma
len Reaktion wird das Reaktionsgemisch, obwohl dies nicht
unerläßlich ist, vorzugsweise mit einem Rührer mit einer
geeigneten Rührgeschwindigkeit umgewälzt. Die hydrothermale
Reaktion ist gewöhnlich innerhalb 1 bis 100 Stunden voll
ständig abgelaufen, wobei dies aber von der Reaktions
geschwindigkeit und anderen Faktoren abhängig ist. Wenn die
hydrothermale Reaktion unter entsprechenden Bedingungen
durchgeführt wird, ergibt sich eine wäßrige Aufschlämmung
aus Calciumsilicat-Teilchen, die dann so wie sie anfällt
dem zweiten Schritt des erfinderischen Verfahrens unterzo
gen werden kann, wobei jedoch fakultativ die Calciumsili
cat-Teilchen vom Hauptteil des wäßrigen Mediums durch Fest
stoff-Flüssigkeit-Trennung befreit und der Behandlung im
nächsten Schritt in Form eines nassen Kuchens unterzogen
werden.
In dem erfinderischen Verfahren nach dem ersten Aspekt der
Erfindung werden die durch die hydrothermale Reaktion er
haltenen Calciumsilicat-Teilchen einer Entkalkungsreaktion
unterzogen, indem sie mit einem wäßrigen sauren Medium, bei
dem es sich um ein eine Säure enthaltendes Gemisch aus Was
ser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmit
tel handelt, in Kontakt gebracht werden, um die calciumhal
tigen Bestandteile darin so vollständig wie möglich aufzu
lösen. Das mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel,
dessen Wirkung darin besteht, die Oberflächenspannung des
wäßrigen Mediums zu erniedrigen, ist vorzugsweise eine or
ganische Verbindung, die eine Ether-Bindung oder eine Acyl-
Gruppe bilden kann, beispielsweise Methylalkohol, Ethylal
kohol, Propylalkohol, Butylalkohol und Aceton, von denen
Ethylalkohol bevorzugt ist. Diese mit Wasser mischbaren or
ganischen Lösungsmittel können je nach Bedarf einzeln oder
in Form einer Kombination aus zwei oder mehreren Arten ver
wendet werden. Das Verhältnis mit Wasser mischbares organi
sches Lösungsmittel zu Wasser in dem wäßrigen Medium zur
Entkalkungsbehandlung liegt vorzugsweise im Bereich von
50 : 1 bis 1 : 4, bezogen auf das Gewicht, wobei aber das Ver
hältnis Wasser zu organisches Lösungsmittel in dem zu den
Calciumsilicat-Teilchen gegebenen Gemisch unter Berücksich
tigung von verschiedenen Faktoren, z. B. der zur Entkal
kungsbehandlung verwendeten Säureart, der gewünschten Mor
phologie der Teilchen aus amorpher Kieselsäure als Endpro
dukt, des in der wäßrigen Aufschlämmung oder dem nassen Ku
chen aus Calciumsilicat-Teilchen, die der Entkalkungsbe
handlung unterzogen werden sollen, enthaltenen Gehalts an
Wasser usw., ausgewählt wird.
Die in dem wäßrigen Medium zur Entkalkungsbehandlung der
Calciumsilicat-Teilchen enthaltene Säure kann unter einer
Vielzahl von anorganischen und organischen Säuren ausge
wählt werden, z. B. Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure,
Essigsäure und dergleichen, wobei es sich um solche Säuren
handelt, die keine unlöslichen oder schwer löslichen Salze
mit Calcium bilden. Andere Säuren, die unlösliche oder
schwer lösliche Salze mit Calcium bilden, können auch ver
wendet werden, wenn die Reinheit des Produktes in bezug auf
Kieselsäure etwas geringer sein kann. Die in dem wäßrigen
Medium zur Entkalkungsbehandlung enthaltene Menge an Säure
muß ausreichen, um die calciumhaltigen Bestandteile der
Calciumsilicat-Teilchen vollständig aufzulösen.
Das Volumen des säurehaltigen wäßrigen Mediums bei der Ent
kalkungsbehandlung unterliegt keinen besonderen Beschrän
kungen, sollte aber unter Berücksichtigung des Volumenaus
nutzungsgrades des Reaktionsgefäßes und der Menge des darin
verwendeten verhältnismäßig teuren organischen Lösungsmit
tels ausreichend gering sein, vorausgesetzt, daß die Auf
schlämmung aus Calciumsilicat-Teilchen eine zur wirksamen
Umwälzung mit einem Rührer geeignete Konsistenz hat. Die
Konzentration der Säure in dem säurehaltigen wäßrigen Medi
um unterliegt ebenfalls keinen besonderen Beschränkungen
und kann unter Berücksichtigung der Wirksamkeit der Entkal
kungsreaktion ausgewählt werden.
Die Temperatur zur Entkalkungsbehandlung der Calciumsili
cat-Teilchen unterliegt keinen besonderen Beschränkungen
und der calciumhaltige Bestandteil kann selbst bei Raumtem
peratur durch die Entkalkungsbehandlung vollständig aufge
löst werden, wobei jedoch die Aufschlämmung vorzugsweise
bei der Entkalkungsbehandlung auf eine Temperatur im Be
reich von 40 bis 95°C erhitzt wird, um die Auflösungs
geschwindigkeit der calciumhaltigen Bestandteile in dem
sauren Medium zu beschleunigen und die das Schrumpfen ver
hindernde Wirkung auf dem nassen Kuchen aus Teilchen aus
amorpher Kieselsäure im Trocknungsschritt zu verstärken.
Die durch die Entkalkungsbehandlung in einem säurehaltigen
flüssigen Medium erhaltenen Teilchen aus amorpher Kiesel
säure werden dann vom Großteil des flüssigen Mediums durch
ein geeignetes Feststoff-Flüssigkeit-Trennverfahren abge
trennt, worauf nach dem Waschen mit Wasser, falls erforder
lich, der nasse Kuchen aus Teilchen aus amorpher Kiesel
säure durch Erhitzen getrocknet und, falls erwünscht, in
ein feines Pulver aus diskreten Teilchen zerkleinert wird.
In dem erfinderischen Verfahren nach dem zweiten Aspekt der
Erfindung geht der oben beschriebenen Entkalkungsbehandlung
der Calciumsilicat-Teilchen eine Carbonisierungsbehandlung
voran, bei der Kohlendioxid-Gas in eine wäßrige Auf
schlämmung der Calciumsilicat-Teilchen eingeblasen wird, um
die calciumhaltigen Bestandteile in der wäßrigen Aufschläm
mung in Calciumcarbonat umzuwandeln, so daß das Calciumsi
licat zumindest zum Teil in amorphe Kieselsäure und Calci
umcarbonat abgebaut wird. Die Carbonisierungsbehandlung des
Calciumsilicats verbessert nämlich die Wirksamkeit der Säu
rebehandlung zur Entkalkung in dem folgenden Schritt.
Die Carbonisierungsreaktion der Calciumsilicat-Teilchen in
einem wäßrigen Medium kann sogar bei Raumtemperatur unter
Atmosphärendruck ablaufen. Es ist jedoch vorteilhafter,
wenn die Carbonisierungsbehandlung bei einer erhöhten Tem
peratur unter Druckbeaufschlagung mit Kohlendioxid-Gas
durchgeführt wird, und zwar unter Berücksichtigung der Tat
sache, daß die wäßrige Aufschlämmung der Calciumsilicat-
Teilchen unmittelbar nach der hydrothermalen Reaktion immer
noch eine hohe Temperatur hat und sich in einem mit Druck
beaufschlagbaren Autoklaven befindet. Durch die folgende
Entkalkungsbehandlung werden das durch die oben beschriebe
ne Carbonisierungsbehandlung gebildete Calciumcarbonat und
nicht umgesetztes, in der wäßrigen Aufschlämmung verblei
bendes calciumhaltiges Ausgangsmaterial, sofern vorhanden,
durch die Säure wirksam aufgelöst.
Die Entkalkungsbehandlung der wäßrigen Aufschlämmung nach
der Carbonisierungsbehandlung kann auf die gleiche Weise
durchgeführt werden, wie nach dem Verfahren nach dem ersten
Aspekt der Erfindung. Es ist unerläßlich, daß die Entkal
kungsbehandlung der Aufschlämmung nach der Carbonisierungs
behandlung in einem flüssigen Medium, bei dem es sich um
ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren or
ganischen Lösungsmittel handelt, durchgeführt wird. Die
verschiedenen Erfordernisse für die Entkalkungsbehandlung
in dem Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung sind
in etwa die gleichen wie in dem Verfahren nach dem ersten
Aspekt der Erfindung. Die wäßrige Aufschlämmung, welche die
durch die Entkalkungsbehandlung gebildeten Teilchen aus
amorpher Kieselsäure enthält, wird nach einem bekannten
Verfahren einer Feststoff-Flüssigkeit-Trennung unterzogen,
beispielsweise einer Trennung durch Zentrifugation und Fil
tration, worauf der dadurch erhaltene nasse Kuchen nach dem
Waschen mit Wasser, falls erforderlich, durch Erhitzen ge
trocknet und zu einem feinem Pulver zerkleinert wird.
In dem erfinderischen Verfahren nach dem dritten Aspekt der
Erfindung werden die Teilchen aus amorpher Kieselsäure, die
nach einem mit der hydrothermalen Reaktion und der Entkal
kungsbehandlung verbundenen Verfahren erhältlich sind, au
ßerdem in Kontakt mit einem Gemisch aus Wasser und einem
mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel gebracht,
indem der nasse Kuchen daraus in dem flüssigen Gemisch dis
pergiert wird, worauf sich die Abtrennung aus dem flüssigen
Medium durch Feststoff-Flüssigkeit-Trennung anschließt, und
dann mit Wasser gewaschen, falls erforderlich, und getrock
net wird.
Die Menge an Teilchen aus amorpher Kieselsäure, die bei
dieser Behandlung in dem flüssigen Medium dispergiert ist,
unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, sollte jedoch
in bezug auf das Volumen des flüssigen Mediums so groß wie
möglich sein, vorausgesetzt, daß die Aufschlämmung eine zur
wirksamen Umwälzung mit einem Rührer geeignete Konsistenz
hat, nämlich unter Berücksichtigung des Volumenausnutzungs
grades des Gefäßes, der Verringerung der Menge an dem ver
hältnismäßig teuren organischen Lösungsmittel und der Rück
gewinnung des organischen Lösungsmittels aus dem verbrauch
ten flüssigen Gemisch nach der Behandlung. Die Temperatur
bei dieser Behandlung unterliegt keinen besonderen Be
schränkungen, liegt aber vorzugsweise im Bereich von 40 bis
95°C, um die die Schrumpfung verhindernde Wirkung auf den
nassen Kuchen aus Teilchen aus amorpher Kieselsäure weiter
zu verstärken.
Die durch die Entkalkungsbehandlung nach der oder ohne
Durchführung der Carbonisierungsbehandlung in einem Gemisch
aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lö
sungsmittel erhaltenen Teilchen aus amorpher Kieselsäure
können direkt ohne Waschen mit Wasser zum Wegwaschen der
calciumhaltigen Materie von dem flüssigen Medium befreit,
getrocknet und der Teilchengrößenklassifizierung unter Er
halt eines qualitativ hochwertigen Produktes aus pulver
förmiger amorpher Kieselsäure unterzogen werden.
Die nach dem oben beschriebenen Verfahren erhaltenen Teil
chen aus amorpher Kieselsäure können gegebenenfalls bei ei
ner Temperatur im Bereich von 200 bis 1400°C calciniert
werden, um die Teilchenmorphologie, die Kristallstruktur
und die spezifische Oberfläche entsprechend den Erforder
nissen zu modifizieren.
Die nach dem erfinderischen Verfahren erhaltenen Teilchen
aus amorpher Kieselsäure haben gewöhnlich einen Weißgrad
von 96,5% oder höher und eine spezifische Oberfläche von
mindestens 200 m2/g oder, in einigen Fällen, mindestens 600
m2/g, und einen hohen Filtrationskoeffizienten bei konstan
tem Druck von 0,5 bis 0,97 cm2/s.
Anhand der oben gegebenen Beschreibung ist klar, daß das
kennzeichnendste Merkmal des erfinderischen Verfahrens die
Verwendung eines Gemisches aus Wasser und einem mit Wasser
mischbaren organischen Lösungsmittel als flüssiges Medium
in dem Schritt ist, welcher der Feststoff-Flüssigkeit-
Trennung des Kieselsäure-Teilchen vorangeht, die in dem
Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher Kiesel
säure aus Calciumsilicat-Teilchen durchgeführt wird, so daß
die Schrumpfung des nassen Kuchens aus Teilchen aus amor
pher Kieselsäure während des Trocknens wirksam verhindert
wird. So kann nach dem erfinderischen Verfahren, das sehr
viel bequemer und einfacher als herkömmliche Verfahren ist,
innerhalb kurzer Zeit ein qualitativ hochwertiges Produkt
aus amorpher Kieselsäure erhalten werden.
Die nach den erfinderischen Verfahren erhaltenen Produkte
aus amorpher Kieselsäure sind frei von organischen und ei
senhaltigen Verunreinigungen und haben einen hohen Weißgrad
und sind hochporös, so daß sie eine große spezifische Ober
fläche haben, die mit der von Silica-Gelen vergleichbar
ist. Daher können die Produkte aus amorpher Kieselsäure in
verschiedenen Anwendungen als Träger von Katalysatoren, als
Adsorptionsmittel, als desodorierende Absorptionsmittel,
als feuchtigkeitsregulierende Mittel, als Grundlage für
Arzneimittelformulierungen und kosmetische Präparationen
usw. verwendet werden. Darüber hinaus eignen sich die Pro
dukte aus amorpher Kieselsäure besonders zur Verwendung als
Filtrationshilfe, weil sie eine hohe Säurebeständigkeit und
einen hohen Filtrationskoeffizienten haben.
Im folgenden wird das Verfahren der Erfindung mit Hilfe von
Beispielen, die jedoch den Rahmen der Erfindung in keinster
Weise beschränken sollen, detaillierter beschrieben.
In den folgenden Beispielen werden die Produkte aus amor
pher Kieselsäure mit den entsprechenden Verfahren, die
nachstehend beschrieben werden, hinsichtlich mehrere Punkte
beurteilt.
Die Bestimmung des durchschnittlichen Teilchendurchmessers
des Probenpulvers erfolgte unter Verwendung eines automati
schen Teilchengrößenverteilung-Zentrifugenprüfgerätes.
Eine Portion zu etwa 50 ml des Probenpulvers wurde in einen
Meßzylinder gegeben, worauf nach leichtem Klopfen, so daß
sich das Pulver unter Einstellung des Endvolumens absetzen
konnte, das Gewicht des Probenpulvers durch dieses End
volumen des Pulverbettes unter Erhalt der Schüttdichte di
vidiert wurde.
Die Bestimmungen wurden unter Verwendung eines trichromati
schen Kolorimeters vorgenommen.
Es wurde ein BET-Instrument zur Bestimmung der spezifischen
Oberfläche nach dem Mehrpunktverfahren verwendet, in dem
Stickstoffgas nach gründlicher Entgasung durch Erhitzen auf
200°C an das Probenpulver adsorbiert wurde.
Eine Portion zu 1,0 g des Probenpulvers wurde in 200 ml ei
ner wäßrigen Chlorwasserstoffsäure-Lösung mit einem pH-Wert
von 1,2 gegeben und 1 Stunde bei 50°C darin umgewälzt, wor
auf sich durch Zentrifugation die Feststoff-Flüssigkeit-
Trennung anschloß. Dann wurde die Konzentration an SiO2 in
dem Überstand als Maß für die Säurebeständigkeit spektro
photometrisch bestimmt.
Der Wert des Ruth'schen Filtrationskoeffizienten bei kon
stantem Druck K20 in cm2/s, d. h. der Wert bei 20°C, einer
wäßrigen Aufschlämmung von Gairome-Ton mit einem auf 2 ein
gestellten pH-Wert mit einem Masseeintrag an Probenpulver
wurde bestimmt, indem ein mit Druck beaufschlagbarer Filter
mit einer Filtrationsfläche von 21,9 cm2 bei einem Filtrati
onsdruck von 0,5 kg/cm2 verwendet wurde. Die Konzentration
des Gairome-Tons in der wäßrigen Aufschlämmung betrug 0,5
Gewichts-%, und das Volumenmischverhältnis F/C, d. h. das
Verhältnis amorphe Kieselsäure/Ton, betrug 0,5. Je größer
der Wert von K20 ist, desto höher ist die Filtrationsge
schwindigkeit.
Die Lichtdurchlässigkeit eines Teiles des 1 Minute nach dem
Beginn der Filtration in dem oben beschriebenen Filtration
stest (6) gesammelten Filtrats wurde mit einem Spektropho
tometer bestimmt, wobei der Wert mit einer im optischen Weg
befindlichen Verschlußblende 0% und der Wert von destil
liertem Wasser 100% gesetzt wurde.
Die Bestimmung des Gehalts an Kieselsäure erfolgte durch
das Verfahren der Röntgenfluoreszenzanalyse.
Eine wäßrige Aufschlämmung wurde hergestellt, indem ein Ge
misch aus einem Pulver aus amorpher Kieselsäure mit einem
durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,03 µm und ei
nem Calciumoxid-Pulver im Molverhältnis CaO : SiO2 von 0,6 mit
dem 30fachen des Gewichts an Wasser vermischt wurde. Die
wäßrige Aufschlämmung wurde in einem Autoklaven 4 Stunden
unter Rühren auf 160°C erhitzt, so daß sich eine wäßrige
Aufschlämmung aus Calciumsilicat ergab.
Die wäßrige Aufschlämmung wurde dann unter Erhalt eines
nassen Kuchens filtriert, der als Ganzes mit einem Gemisch
aus Wasser und Ethylalkohol mit einem Gewichtsverhältnis
Wasser : Alkohol von 30 : 70 vermischt wurde, so daß sich unter
Berücksichtigung der in dem nassen Kuchen enthaltenen Was
sermenge eine Aufschlämmung mit einem Flüssigkeit-
Feststoff-Verhältnis von 30, bezogen auf das Gewicht, er
gab. Dann wurde Essigsäure mit einer Konzentration von 80
Gewichts-% in einer solchen Menge zu der Aufschlämmung ge
geben, daß sämtliche in der Calciumsilicat-Aufschlämmung
enthaltenen calciumhaltigen Bestandteile aufgelöst werden
können, und die Aufschlämmung 5 Minuten unter Rühren zur
Entkalkung auf 80°C erhitzt.
Als nächstes wurde die Aufschlämmung gründlich mit Wasser
gewaschen und dann unter Erhalt eines nassen Kuchens fil
triert, der durch Erhitzen auf 120°C unter Erhalt eines
Produktes aus amorpher Kieselsäure getrocknet wurde.
Die Tests zur Beurteilung dieses Pulvers aus amorpher Kie
selsäure lieferten folgende Ergebnisse:
Durchschnittlicher Teilchendurchmesser 4,95 µm,
Schüttdichte 0,061 g/cm3,
Weißgrad 96, 88,
spezifische Oberfläche 684 m2/g,
Säurebeständigkeit 6,54 mg/g,
Ruth'scher Filtrationskoeffizient bei konstantem Druck K20 0,1352 cm2/s
Klarheit des Filtrats 99,7% und
Kieselsäure-Gehalt 99,2 Gewichts-%.
Durchschnittlicher Teilchendurchmesser 4,95 µm,
Schüttdichte 0,061 g/cm3,
Weißgrad 96, 88,
spezifische Oberfläche 684 m2/g,
Säurebeständigkeit 6,54 mg/g,
Ruth'scher Filtrationskoeffizient bei konstantem Druck K20 0,1352 cm2/s
Klarheit des Filtrats 99,7% und
Kieselsäure-Gehalt 99,2 Gewichts-%.
Eine wäßrige Aufschlämmung wurde hergestellt, indem ein Ge
misch aus einem Pulver aus kristalliner Kieselsäure mit ei
nem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 3,53 µm und
einem Calciumoxid-Pulver im Molverhältnis CaO : SiO2 von 0,6
mit dem 30fachen des Gewichts an Wasser vermischt wurde.
Die wäßrige Aufschlämmung wurde in einem Autoklaven 4 Stun
den unter Rühren auf 160°C erhitzt, so daß sich eine wäßri
ge Aufschlämmung aus Calciumsilicat ergab.
Die wäßrige Aufschlämmung wurde dann unter Erhalt eines
nassen Kuchens filtriert, der als Ganzes mit einem Gemisch
aus Wasser und Ethylalkohol mit einem Gewichtsverhältnis
Wasser : Alkohol von 30 : 70 vermischt wurde, so daß sich unter
Berücksichtigung der in dem nassen Kuchen enthaltenen Was
sermenge eine Aufschlämmung mit einem Flüssigkeit-
Feststoff-Verhältnis von 30, bezogen auf das Gewicht, er
gab. Während die Aufschlämmung bei 50°C gehalten wurde,
wurde Kohlendioxid-Gas 5 Stunden lang in die Aufschlämmung
eingeblasen, um die Carbonisierung der calciumhaltigen Be
standteile zu bewirken, worauf Chlorwasserstoffsäure mit
einer Konzentration von 18 Gewichts-% in einer zum Auflösen
sämtlicher, in der Aufschlämmung enthaltener calciumhalti
ger Bestandteile ausreichenden Menge zu der Aufschlämmung
gegeben wurde, die dann 5 Minuten unter Rühren zur Entkal
kung auf 60°C erhitzt wurde.
Als nächstes wurde die Aufschlämmung gründlich mit Wasser
gewaschen und dann unter Erhalt eines nassen Kuchens fil
triert, der durch Erhitzen auf 120°C unter Erhalt eines
Produktes aus amorpher Kieselsäure getrocknet wurde.
Die Tests zur Beurteilung dieses Pulvers aus amorpher Kie
selsäure lieferten folgende Ergebnisse:
Durchschnittlicher Teilchendurchmesser 6,08 µm,
Schüttdichte 0,080 g/cm3,
Weißgrad 96, 57,
spezifische Oberfläche 417 m2/g,
Säurebeständigkeit 3,51 mg/g,
Ruth'scher Filtrationskoeffizient bei konstantem Druck K20 0,4767 cm2/s
Klarheit des Filtrats 99,5% und
Kieselsäure-Gehalt 99,6 Gewichts %.
Durchschnittlicher Teilchendurchmesser 6,08 µm,
Schüttdichte 0,080 g/cm3,
Weißgrad 96, 57,
spezifische Oberfläche 417 m2/g,
Säurebeständigkeit 3,51 mg/g,
Ruth'scher Filtrationskoeffizient bei konstantem Druck K20 0,4767 cm2/s
Klarheit des Filtrats 99,5% und
Kieselsäure-Gehalt 99,6 Gewichts %.
Eine wäßrige Aufschlämmung wurde hergestellt, indem ein Ge
misch aus einem Pulver aus kristalliner Kieselsäure mit ei
nem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 7,77 µm und
einem Calciumoxid-Pulver im Molverhältnis CaO : SiO2 von 0,6
mit dem 30fachen des Gewichts an Wasser vermischt wurde.
Die wäßrige Aufschlämmung wurde in einem Autoklaven 8 Stun
den unter Rühren auf 160°C erhitzt, so daß sich eine wäßri
ge Aufschlämmung aus Calciumsilicat ergab.
Die wäßrige Aufschlämmung wurde dann mit Essigsäure mit ei
ner Konzentration von 80 Gewichts-% in einer zur Auflösung
sämtlicher, in der Aufschlämmung enthaltener calciumhalti
ger Bestandteile ausreichenden Menge vermischt und die Auf
schlämmung unter Rühren 20 Minuten auf 60°C zur Entkalkung
erhitzt.
Als nächstes wurde die wäßrige Aufschlämmung unter Erhalt
eines nassen Kuchens filtriert, der mit einem Gemisch aus
Wasser und Ethylalkohol mit einem Gewichtsverhältnis Was
ser : Alkohol von 40 : 60 vermischt wurde, so daß sich unter
Berücksichtigung der in dem nassen Kuchen enthaltenen Was
sermenge eine Aufschlämmung mit einem Flüssigkeit-
Feststoff-Verhältnis von 30, bezogen auf das Gewicht, er
gab. Die Aufschlämmung wurde unter Rühren 20 Minuten auf
70°C erhitzt und dann unter Erhalt eines nassen Kuchens
filtriert, der unter Erhalt eines Produktes aus amorpher
Kieselsäure durch Erhitzen auf 120°C getrocknet wurde.
Die Tests zur Beurteilung dieses Pulvers aus amorpher Kie
selsäure lieferten folgende Ergebnisse:
Durchschnittlicher Teilchendurchmesser 8,03 µm,
Schüttdichte 0,043 g/cm3,
Weißgrad 96, 64,
spezifische Oberfläche 287 m2/g,
Säurebeständigkeit 3,65 mg/g,
Ruth'scher Filtrationskoeffizient bei konstantem Druck K20 0,8961 cm2/s
Klarheit des Filtrats 99,2% und
Kieselsäure-Gehalt 99,4 Gewichts-%.
Durchschnittlicher Teilchendurchmesser 8,03 µm,
Schüttdichte 0,043 g/cm3,
Weißgrad 96, 64,
spezifische Oberfläche 287 m2/g,
Säurebeständigkeit 3,65 mg/g,
Ruth'scher Filtrationskoeffizient bei konstantem Druck K20 0,8961 cm2/s
Klarheit des Filtrats 99,2% und
Kieselsäure-Gehalt 99,4 Gewichts-%.
Eine wäßrige Aufschlämmung wurde hergestellt, indem ein Ge
misch aus einem Pulver aus kristalliner Kieselsäure mit ei
nem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 7,77 µm und
einem Calciumoxid-Pulver im Molverhältnis CaO : SiO2 von 0,8
mit dem 30fachen des Gewichts an Wasser vermischt wurde.
Die wäßrige Aufschlämmung wurde in einem Autoklaven 8 Stun
den unter Rühren auf 180°C erhitzt, so daß sich eine wäßri
ge Aufschlämmung aus Calciumsilicat ergab.
Die wäßrige Aufschlämmung von Calciumsilicat wurde dann ei
ner Carbonisierungsbehandlung unterzogen, indem Kohlendi
oxid-Gas unter einem Druck von 2 kg/cm2G 5 Stunden lang dar
in eingeblasen wurde, worauf unter Erhalt eines nassen Ku
chens filtriert wurde, der als Ganzes mit einem Gemisch aus
Wasser und Ethylalkohol mit einem Gewichtsverhältnis Was
ser : Alkohol von 30 : 70 vermischt wurde, so daß sich unter
Berücksichtigung der in dem nassen Kuchen enthaltenen Was
sermenge eine Aufschlämmung mit einem Flüssigkeit-
Feststoff-Verhältnis von 30, bezogen auf das Gewicht, er
gab. Dann wurde die Aufschlämmung mit Essigsäure mit einer
Konzentration von 80 Gewichts-% in einer zum Auflösen sämt
licher, in der Aufschlämmung enthaltener calciumhaltiger
Bestandteile ausreichenden Menge vermischt und die Auf
schlämmung unter Rühren 20 Minuten auf 80°C zur Entkalkung
erhitzt.
Als nächstes wurde die Aufschlämmung gründlich mit Wasser
gewaschen und unter Erhalt eines nassen Kuchens filtriert,
der dann unter Erhalt eines Produktes aus amorpher Kiesel
säure durch Erhitzen auf 120°C getrocknet wurde.
Die Tests zur Beurteilung dieses Pulvers aus amorpher Kie
selsäure lieferten folgende Ergebnisse:
Durchschnittlicher Teilchendurchmesser 8,07 µm,
Schüttdichte 0,033 g/cm3,
Weißgrad 96, 97,
spezifische Oberfläche 311 m2/g,
Säurebeständigkeit 3,15 mg/g,
Ruth'scher Filtrationskoeffizient bei konstantem Druck K20 0,9578 cm2/s
Klarheit des Filtrats 99,2% und
Kieselsäure-Gehalt 99,6 Gewichts-%.
Durchschnittlicher Teilchendurchmesser 8,07 µm,
Schüttdichte 0,033 g/cm3,
Weißgrad 96, 97,
spezifische Oberfläche 311 m2/g,
Säurebeständigkeit 3,15 mg/g,
Ruth'scher Filtrationskoeffizient bei konstantem Druck K20 0,9578 cm2/s
Klarheit des Filtrats 99,2% und
Kieselsäure-Gehalt 99,6 Gewichts-%.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure, bei dem:
- (a) ein Gemisch aus einem kieselsäurehaltigen Material und einem calciumhaltigen Material einer hydrotherma len Reaktion in einem wäßrigen Medium unter Erhalt einer wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumsilicat- Teilchen unterzogen wird,
- (b) die Calciumsilicat-Teilchen mit einem eine Säure enthaltenden flüssigen Medium, bei dem es sich um ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel handelt, zur Entkalkung der Calciumsilicat-Teilchen unter Zurücklassung von Teil chen aus amorpher Kieselsäure in Kontakt gebracht werden und
- (c) die Teilchen aus amorpher Kieselsäure von dem sauren flüssigen Medium abgetrennt werden.
2. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure nach Anspruch 1, wobei das mit Wasser
mischbare organische Lösungsmittel unter Methylalkohol,
Ethylalkohol, Propylalkohol, Butylalkohol und Aceton
ausgewählt ist.
3. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure nach Anspruch 1, wobei das Mischverhältnis
mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel zu Was
ser in dem flüssigen Medium in Schritt (b) im Bereich
von 50 : 1 bis 1 : 4, bezogen auf das Gewicht, liegt.
4. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure, bei dem:
- (a) ein Gemisch aus einem kieselsäurehaltigen Material und einem calciumhaltigen Material einer hydrotherma len Reaktion in einem wäßrigen Medium unter Erhalt von Calciumsilicat-Teilchen unterzogen wird,
- (b) die Calciumsilicat-Teilchen in einem wäßrigen Medium mit Kohlendioxid zur Carbonisierung des calciumhalti gen Bestandteiles in der Calciumsilicat-Aufschlämmung in Kontakt gebracht werden,
- (c) die Calciumsilicat-Teilchen nach der Carbonisierung in Schritt (b) mit einem eine Säure enthaltenden flüssigen Medium, bei dem es sich um ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel handelt, zur Entkalkung der Calciumsi licat-Teilchen nach der Carbonisierung unter Zurück lassung von Teilchen aus amorpher Kieselsäure in Kon takt gebracht werden und
- (d) die Teilchen aus amorpher Kieselsäure von dem flüs sigen Medium abgetrennt werden.
5. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure nach Anspruch 4, wobei das mit Wasser
mischbare organische Lösungsmittel unter Methylalkohol,
Ethylalkohol, Propylalkohol, Butylalkohol und Aceton
ausgewählt ist.
6. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure nach Anspruch 4, wobei das Mischverhältnis
mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel zu Was
ser in dem flüssigen Medium im Bereich von 50 : 1 bis
1 : 4, bezogen auf das Gewicht, liegt.
7. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure, bei dem:
- (a) ein Gemisch aus einem kieselsäurehaltigen Material und einem calciumhaltigen Material einer hydrotherma len Reaktion in einem wäßrigen Medium unter Erhalt von Calciumsilicat-Teilchen unterzogen wird,
- (b) die Calciumsilicat-Teilchen in Kontakt mit einem ei ne Säure enthaltenden wäßrigen Medium zur Entkalkung der Calciumsilicat-Teilchen unter Zurücklassung von Teilchen aus amorpher Kieselsäure gebracht werden,
- (c) die Teilchen aus amorpher Kieselsäure mit einem flüssigen Medium, bei dem es sich um ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel handelt, in Kontakt gebracht werden und
- (d) die Teilchen aus amorpher Kieselsäure von dem flüs sigen Medium abgetrennt werden.
8. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure nach Anspruch 7, wobei das mit Wasser
mischbare organische Lösungsmittel unter Methylalkohol,
Ethylalkohol, Propylalkohol, Butylalkohol und Aceton
ausgewählt ist.
9. Verfahren zur Herstellung von Teilchen aus amorpher
Kieselsäure nach Anspruch 7, wobei das Mischverhältnis
mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel zu Was
ser in dem flüssigen Medium im Bereich von 50 : 1 bis
1 : 4, bezogen auf das Gewicht, liegt.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19900156A1 true DE19900156A1 (de) | 2000-02-03 |
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ID=16721671
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19900156A Ceased DE19900156A1 (de) | 1998-07-15 | 1999-01-05 | Verfahren zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen Pulvers aus amorpher Kieselsäure |
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---|---|
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US20040260321A1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-12-23 | Ming-Kok Tai | Apparatus and method for separating the epithelium layer from the cornea of an eye without corneal pre-applanation |
JP2005179086A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 薄板状及び繊維状シリカ多孔体及びその製造方法 |
NL2004851C2 (nl) * | 2010-06-08 | 2011-12-12 | Rijnsburger Holding B V | Werkwijze voor het omzetten van metaalhoudende silicaatmineralen tot siliciumverbindingen en metaalverbindingen. |
JP5750722B2 (ja) * | 2011-03-11 | 2015-07-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 有機物廃液の処理方法 |
JP5583162B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2014-09-03 | 株式会社東芝 | 水処理用ろ過助剤及び水処理方法 |
JP6061194B2 (ja) * | 2012-03-31 | 2017-01-18 | 富田製薬株式会社 | 低結晶性ジャイロライト型ケイ酸カルシウム及びその製造方法 |
US10022189B2 (en) | 2013-12-16 | 2018-07-17 | Stryker Sustainability Solutions, Inc. | Apparatus and method for cleaning an instrument |
WO2018220742A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 株式会社島津製作所 | Pesiイオン源用サンプルプレート及び該サンプルプレートを用いた質量分析装置 |
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JPS60204613A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-16 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 高純度シリカゲルの製造方法 |
US5370852A (en) * | 1989-09-25 | 1994-12-06 | Japan Insulation Co., Ltd. | Primary particles of amorphous silica composite material, secondary particles of amorphous silica composite material, shaped bodies thereof and processes for their preparation |
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